KR20170073982A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
반도체 장치는 제1 방향 및 제1 방향과 교차된 제2 방향으로 배열된 채널막들; 상기 채널막들의 측벽을 감싸도록, 적층된 절연막들; 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 채널막들을 각각 감싸도록, 적층된 게이트 전극들; 및 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 게이트 전극들을 전기적으로 연결시키도록, 적층된 게이트 라인들을 포함한다.A semiconductor device includes: channel films arranged in a first direction and a second direction intersecting the first direction; Stacked insulating films so as to surround sidewalls of the channel films; Stacked gate electrodes interposed between the insulating films so as to surround the channel films, respectively; And gate lines interposed between the insulating films to electrically connect the gate electrodes.
Description
본 발명은 전자 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 3차원 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a three-dimensional semiconductor device and a manufacturing method thereof.
비휘발성 메모리 소자는 전원공급이 차단되더라도 저장된 데이터가 그대로 유지되는 메모리 소자이다. 최근 기판 상에 단층으로 메모리 셀을 형성하는 2차원 비휘발성 메모리 소자의 집적도 향상이 한계에 도달함에 따라, 기판 상에 수직으로 메모리 셀들을 적층하는 3차원 비휘발성 메모리 소자가 제안되고 있다.A non-volatile memory device is a memory device in which stored data is retained even if power supply is interrupted. Recently, as the degree of integration of a two-dimensional non-volatile memory device that forms a memory cell in a single layer on a substrate has reached a limit, a three-dimensional non-volatile memory device that vertically stacks memory cells on a substrate has been proposed.
3차원 비휘발성 메모리 소자는 교대로 적층된 층간절연막들 및 게이트 전극들, 이들을 관통하는 채널막들을 포함하며, 채널막들을 따라 메모리 셀들이 적층된다. 또한, 3차원 비휘발성 메모리 소자의 제조 공정시, 복수의 산화막들과 복수의 질화막들을 교대로 적층한 후, 복수의 질화막들을 복수의 도전막들로 대체함으로써 적층된 게이트 전극들을 형성한다.The three-dimensional nonvolatile memory device includes alternately stacked interlayer insulating films and gate electrodes, channel films passing therethrough, and memory cells are stacked along the channel films. Further, in a process of manufacturing a three-dimensional nonvolatile memory device, a plurality of oxide films and a plurality of nitride films are alternately stacked, and then a plurality of nitride films are substituted with a plurality of conductive films to form stacked gate electrodes.
그러나, 복수의 질화막들을 복수의 도전막들로 대체하는 공정의 난이도가 높다는 문제점이 있다. 특히, 질화막들은 도전막들을 대체하는 과정에서 적층물 내에 반응 가스가 잔류되고, 반류된 반응 가스에 의해 주변 막들이 손상되어 메모리 소자의 특성이 저하되는 문제점이 유발된다.However, there is a problem that the process of replacing a plurality of nitride films with a plurality of conductive films has a high degree of difficulty. Particularly, in the process of substituting the conductive films for the nitride films, the reaction gas remains in the laminate, and the peripheral films are damaged by the reaction gas which has been transferred, thereby deteriorating the characteristics of the memory device.
본 발명의 일 실시예는 제조 공정이 용이하고 안정적인 구조 및 특성을 갖는 반도체 장치 및 그 제조 방법을 제공한다. An embodiment of the present invention provides a semiconductor device and a method of manufacturing the same that have a structure and characteristics that are easy to manufacture and stable.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치는 제1 방향 및 제1 방향과 교차된 제2 방향으로 배열된 채널막들; 상기 채널막들의 측벽을 감싸도록, 적층된 절연막들; 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 채널막들을 각각 감싸도록, 적층된 게이트 전극들; 및 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 게이트 전극들을 전기적으로 연결시키도록, 적층된 게이트 라인들을 포함한다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes channel films arranged in a first direction and a second direction intersecting the first direction; Stacked insulating films so as to surround sidewalls of the channel films; Stacked gate electrodes interposed between the insulating films so as to surround the channel films, respectively; And gate lines interposed between the insulating films to electrically connect the gate electrodes.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치는 제1 방향 및 제1 방향과 교차된 제2 방향으로 배열된 반도체 필라들; 상기 반도체 필라들의 측벽을 감싸도록, 적층된 절연막들; 및 상기 반도체 필라들의 측벽을 감싸는 실린더 형태의 금속 패턴들 및 상기 금속 패턴들의 측벽을 감싸는 금속 라인을 포함하고, 상기 절연막들과 교대로 적층된 금속막들을 포함한다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes semiconductor pillars arranged in a first direction and a second direction intersecting the first direction; Laminated insulating films so as to surround the side walls of the semiconductor pillars; And metal films alternately stacked with the insulating films, the metal films including cylindrical metal patterns surrounding the side walls of the semiconductor pillars and metal lines surrounding the side walls of the metal patterns.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법은 희생막들 및 절연막들을 교대로 형성하는 단계; 상기 희생막들 및 상기 절연막들을 관통하고, 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차된 제2 방향으로 배열된 제1 개구부들을 형성하는 단계; 상기 제1 개구부들을 통해 노출된 상기 희생막들을 제거하여 제2 개구부들을 형성하는 단계; 상기 제2 개구부들 내에 게이트 전극들을 형성하는 단계; 상기 제1 개구부들 내에 채널막들을 형성하는 단계; 상기 희생막들 및 상기 절연막들을 관통하는 슬릿을 형성하는 단계; 상기 슬릿을 통해, 상기 희생막들을 제거하여 제3 개구부들을 형성하는 단계; 및 상기 제3 개구부들 내에, 상기 게이트 전극들을 전기적으로 연결시키는 게이트 라인들을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes: forming sacrificial films and insulating films alternately; Forming first openings through the sacrificial films and the insulating films, the first openings being arranged in a first direction and a second direction intersecting the first direction; Removing the sacrificial layers exposed through the first openings to form second openings; Forming gate electrodes in the second openings; Forming channel films in the first openings; Forming a sacrifice film and a slit through the insulating films; Removing the sacrificial films through the slit to form third openings; And forming gate lines in the third openings for electrically connecting the gate electrodes.
게이트 전극들이 채널막들의 측벽을 각각 감싸고, 게이트 라인에 의해 게이트 전극들이 전기적으로 연결된다. 또한, 게이트 전극들은 실린더의 형태를 가지며, 게이트 전극들 및 게이트 라인은 금속물을 포함한다. 따라서, 게이트 전극들 및 게이트 라인의 저항을 감소시켜 메모리 셀, 선택 트랜지스터의 로딩을 개선할 수 있다. The gate electrodes surround the sidewalls of the channel films, respectively, and the gate electrodes are electrically connected by the gate line. Further, the gate electrodes have the form of a cylinder, and the gate electrodes and the gate line include metal materials. Therefore, the resistance of the gate electrodes and the gate line can be reduced to improve the loading of the memory cell and the selection transistor.
또한, 채널막용 개구부를 이용하여 적층된 희생막들을 일부 제거하고, 희생막들이 제거된 영역에 게이트 전극들을 형성하므로, 희생막들을 게이트 전극들로 대체하는 과정에서 반응 가스가 잔류되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 주변 막들이 손상되는 것을 방지하고, 메모리 소자의 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. Also, since the gate electrode is formed in the region where the sacrificial films are removed by partially removing the stacked sacrificial films using the opening for the channel film, it is possible to prevent the reaction gas from remaining in the process of replacing the sacrificial films with the gate electrodes have. Therefore, it is possible to prevent the peripheral films from being damaged, and to prevent deterioration of the characteristics of the memory element.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 11a, 도 3b 내지 도 11b, 도 9c 및 도 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.1A to 1C are views for explaining a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
2A to 2C are views for explaining a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
3A to 11A, 3B to 11B, 9C and 10C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
12 and 13 are block diagrams showing a configuration of a memory system according to an embodiment of the present invention.
14 and 15 are block diagrams showing a configuration of a computing system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 가장 바람직한 실시예가 설명된다. 도면에 있어서, 두께와 간격은 설명의 편의를 위하여 표현된 것이며, 실제 물리적 두께에 비해 과장되어 도시될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.Hereinafter, the most preferred embodiment of the present invention will be described. In the drawings, the thickness and the spacing are expressed for convenience of explanation, and can be exaggerated relative to the actual physical thickness. In describing the present invention, known configurations irrespective of the gist of the present invention may be omitted. It should be noted that, in the case of adding the reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements have the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 1a는 도전막의 레이아웃을 나타내고, 도 1b는 A-A' 단면도를 나타내고, 도 1c는 B-B' 방향 단면도를 나타낸다.1A to 1C are views for explaining a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 1A shows a layout of a conductive film, FIG. 1B shows a cross-sectional view along the line A-A ', and FIG. 1C shows a cross-sectional view along a line B-B'.
도 1a 내지 도 1c 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치는 교대로 적층된 도전막들(14) 및 절연막들(미도시됨)을 포함하는 적층물 및 적층물을 관통하는 관통 구조물들을 포함한다. 여기서, 각각의 관통 구조물들은 채널막(11) 및 메모리막(미도시됨)을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 도전막들(14)은 복수의 게이트 전극들(12) 및 복수의 게이트 전극들(12)을 전기적으로 연결시키는 게이트 라인(13)을 포함할 수 있다.1A to 1C, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a stack including alternately stacked
채널막들(11)은 메모리 셀, 선택 트랜지스터 등의 채널막일 수 있으며, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 등의 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널막들(11)은 교대로 적층된 도전막들 및 절연막들을 관통하는 필라 형태를 가질 수 있으며, 상부와 하부가 균일한 폭을 갖거나 하부로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다. 또한, 각각의 채널막들(11)은 중심까지 채워진 형태를 갖거나, 중심이 오픈된 형태를 갖거나, 이들을 조합한 형태를 가질 수 있다.The
채널막들(11)은 제1 방향(I-I') 및 제1 방향(I-I')과 교차된 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 배열될 수 있다. 여기서, 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')은 제1 방향(I-I')으로부터 소정 각도(θ) 틸트되며, 예를 들어, 90°보다 작은 각으로 틸트되어 교차될 수 있다. 이러한 경우, 채널막들(11)은 중심이 오프셋되어 엇갈린 형태, 예를 들어, 지그재그 형태로 배열된다. The
또한, 채널막들(11)은 소정 간격으로 배열되며, 채널막들(11) 간의 간격은 동일하거나 방향에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(I-I')으로 이웃한 채널막들(11)이 제1 간격(W1)으로 이격되고 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 채널막들(11)이 제2 간격(W2)으로 이격된다. 여기서, 제1 간격(W1)이 제2 간격(W2)과 동일한 값을 갖거나, 제1 간격(W1)이 제2 간격(W2)에 비해 큰 값을 가질 수 있다.In addition, the
각각의 게이트 전극들(12)은 채널막들(11)의 측벽을 감싸는 실린더 형태의 금속 패턴일 수 있고, 채널막(11)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 이격되어 적층될 수 있다. 적층된 게이트 전극들(12) 사이에는 절연막들(미도시됨)이 개재되어, 상하로 이웃한 게이트 전극들(12)을 절연시킨다. 게이트 전극들(12)은 메모리 셀의 게이트 전극이거나, 선택 트랜지스터의 게이트 전극일 수 있다. 또한, 게이트 전극들(12)은 텅스텐(W) 등의 금속물을 포함한다. Each of the
여기서, 게이트 전극들(12)의 두께(T1, T2)에 따라, 동일한 높이에 위치된 게이트 전극들(12)이 상호 이격되어 있거나, 접할 수 있다. 예를 들어, 이웃한 채널막들(11) 간의 간격(W2)이 이웃한 게이트 전극들(12)의 두께를 합한 값(T1+T2)에 비해 작을 경우, 이웃한 게이트 전극들(12)이 직접 접하게 된다. 또한, 이웃한 채널막들(11) 간의 간격(W1)이 이웃한 게이트 전극들(12)의 두께를 합한 값(T1+T2)에 비해 클 경우, 이웃한 게이트 전극들(12)이 상호 분리된다. 따라서, 제1 간격(W1)이 제2 간격(W2)에 비해 큰 값을 갖고, 제1 방향(I-I')으로 이웃한 게이트 전극들(12)의 두께의 합(T1+T2)이 제1 간격(W1)에 비해 작고, 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 게이트 전극들(12)의 두께의 합(T1+T2)이 제2 간격(W2)에 크다면, 제1 방향(I-I')으로 이웃한 게이트 전극들(12)은 상호 이격되고 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 게이트 전극들(12)은 상호 접하게 된다. Here, depending on the thicknesses T1 and T2 of the
게이트 라인(13)은 게이트 전극들(12)의 측벽을 감싸면서 이들을 전기적으로 연결시키는 금속 라인일 수 있다. 예를 들어, 게이트 라인(13)은 메모리 셀들의 게이트 전극들을 연결시키는 워드라인이거나, 선택 트랜지스터들의 게이트 전극들을 연결시키는 선택 라인일 수 있다. 게이트 라인(13)은 동일한 높이에 위치된 게이트 전극들(12)을 전기적으로 연결시키고, 다층으로 적층될 수 있다. 여기서, 상하로 적층된 게이트 라인들(13)은 이들 사이에 개재된 절연막(미도시됨)에 의해 절연된다. The
각각의 게이트 라인들(13)은 적어도 두 개의 채널 열들을 포함하고, 이들의 게이트 전극들(12)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 여기서, 채널 열은 제1 방향(I-I')으로 배열된 채널막들(11)을 포함한다. 예를 들어, 메모리 블록(MB)의 내부에 위치된 게이트 라인(13)은 두 개의 채널 열들을 포함하고, 메모리 블록(MB)의 가장자리에 위치된 게이트 라인(13)은 하나의 채널 열을 포함할 수 있다. 여기서, 메모리 블록(MB)은 소거 동작 시에 데이터가 소거되는 단위이다. Each of the
또한, 제1 방향(I-I') 또는 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 게이트 전극들(12)이 상호 이격된 경우, 게이트 라인(13)은 이웃한 게이트 전극들(12) 사이의 공간을 채울 수 있다. 예를 들어, 게이트 라인(13)은 제1 방향(I-I')으로 이웃한 게이트 전극들(12)의 사이 공간을 채우고 제1 방향(I-I')으로 확장될 수 있다. When the
게이트 라인(13)은 텅스텐(W) 등의 금속물을 포함한다. 예를 들어, 게이트 전극들(12)과 게이트 라인(13)은 동일한 금속물을 포함하거나 상이한 금속물을 포함할 수 있다. The
반도체 장치는 적층물을 관통하는 슬릿 절연막들(15, 16)을 더 포함할 수 있다. 슬릿 절연막들(15, 16)은 동일한 높이에 위치된 도전막들(14)을 상호 절연시키며, 제1 방향(I-I')으로 확장될 수 있다. 여기서, 슬릿 절연막들(15, 16)은 형성 위치, 용도에 따라 다양한 형태와 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 슬릿 절연막(15)은 이웃한 메모리 블록들(MB) 간의 경계에 위치되고, 적층물을 완전히 관통하는 깊이를 가질 수 있다. 제2 슬릿 절연막(16)은 메모리 블록(MB) 내에 위치되고, 적층물을 완전히 관통하거나, 일부만 관통할 수 있다. The semiconductor device may further include slit insulating
참고로, 반도체 장치는 채널막들(11)과 게이트 전극들(12)의 사이에 개재된 메모리막들(미도시됨)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 메모리막들은 터널절연막, 데이터 저장막 및 전하차단막을 포함할 수 있고, 데이터 저장막은 실리콘, 질화물, 상변화 물질, 나노 닷 등을 포함할 수 있다. 또한, 메모리막들과 게이트 전극들(12)의 사이에 베리어 패턴들(미도시됨)이 개재될 수 있다. 베리어 패턴들은 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨 질화물(TaN) 등을 포함할 수 있다.For reference, the semiconductor device may further include memory films (not shown) interposed between the
전술한 바와 같은 구조에 따르면, 복수의 게이트 전극들(12)이 채널막들(11)의 측벽을 각각 감싸고, 하나의 게이트 라인(13)에 의해 게이트 전극들(12) 사이의 빈 공간이 채워지면서 복수의 게이트 전극들(12)이 전기적으로 연결된다. 따라서, 적층된 절연막들 사이에 빈 공간없이 도전 물질(게이트 전극 및 게이트 라인)이 채워진다. According to the structure as described above, the plurality of
또한, 게이트 전극들(12) 및 게이트 라인들(13)이 금속물을 포함할 수 있다. 따라서, 절연막들 및 금속막들이 교대로 적층되고, 각각의 금속막들은 복수의 금속 패턴들 및 이들을 전기적으로 연결시키는 금속 라인을 포함할 수 있다. 따라서, 게이트 전극들(12) 및 게이트 라인들(13)의 저항을 감소시켜 로딩을 개선할 수 있다. Further, the
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2a는 게이트 전극 및 게이트 라인의 레이아웃을 나타내고, 도 2b는 A-A' 단면도를 나타내고, 도 2c는 B-B' 단면도를 나타낸다. 이하, 앞서 설명된 내용과 중복된 내용은 생략하여 설명하도록 한다. 2A to 2C are views for explaining a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 2A shows a layout of a gate electrode and a gate line, FIG. 2B shows a sectional view taken along the line A-A ', and FIG. 2C shows a sectional view taken along the line B-B'. Hereinafter, duplicated description will be omitted.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 제1 방향(I-I')으로 이웃한 채널막들(11) 간의 제1 간격(W1)과 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 채널막들(11) 간의 제2 간격(W2)이 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다. Referring to FIGS. 2A and 2C, a first gap W1 between the
또한, 제1 간격(W1)이 제1 방향(I-I')으로 이웃한 게이트 전극들(12)의 두께를 합한 값(T1+T2)과 실질적으로 동일하거나 그보다 작을 수 있다. 이러한 경우, 제1 방향(I-I')으로 이웃한 게이트 전극들(12)이 직접 접하게 된다. 또한, 제2 간격(W2)이 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 게이트 전극들(12)의 두께를 합한 값(T1+T2)과 실질적으로 동일하거나 그보다 작을 수 있다. 이러한 경우, 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 게이트 전극들(12)이 직접 접할 수 있다. In addition, the first interval W1 may be substantially equal to or less than a sum (T1 + T2) of the thicknesses of the
전술한 바와 같은 구조에 따르면 이웃한 채널막들(11)의 사이의 공간이 게이트 전극(12)으로 완전히 채워진다. According to the structure as described above, the space between the
도 3a 내지 도 11a, 도 3b 내지 도 11b 및 도 9c 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 각 번호의 a도는 A-A' 단면도이고, 각 번호의 b도는 B-B' 단면도이고, 각 번호의 c도는 평면도이다.3A to 11A, 3B to 11B, and 9C to 11C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. A of each number is a cross-sectional view taken along the line A-A ', b of each number is a cross-sectional view of B-B', and c of each number is a plan view.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 희생막들(31) 및 절연막들(32)을 교대로 적층하여 적층물을 형성한다. 여기서, 희생막들(31)은 메모리 셀 또는 선택 트랜지스터의 게이트 전극 및 게이트 라인을 형성하기 위한 것이고, 절연막들(32)은 적층된 게이트 전극들 및 게이트 라인들을 절연시키기 위한 것이다. Referring to FIGS. 3A and 3B, the
희생막들(31)은 절연막들(32)에 대해 식각 선택비가 큰 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 희생막들(31)은 질화물을 포함하고 절연막들(32)은 산화물을 포함할 수 있다. 희생막들(31)과 절연막들(32)은 실질적으로 동일한 두께로 형성되거나, 상이한 두께로 형성될 수 있다. 여기서, "실질적으로 동일"은 공정상의 오차를 포함하는 범위 내에 속하는 것을 의미한다.The
이어서, 희생막들(31) 및 절연막들(32)을 관통하는 제1 개구부들(OP1)을 형성한다. 여기서, 제1 개구부들(OP1)은 채널막 및 메모리막을 형성하기 위한 것으로, 적층물을 완전히 관통하는 깊이로 형성될 수 있다. 제1 개구부들(OP1)은 상부와 하부가 균일한 폭을 갖거나, 하부로 갈수록 폭이 감소될 수 있다. 또한, 제1 개구부들(OP1)은 원형, 타원형, 사각형, 다각형 등의 단면을 가질 수 있다.Next, the first openings OP1 penetrating the
제1 개구부들(OP1)은 제1 방향(I-I') 및 제1 방향(I-I')과 교차된 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 배열될 수 있다. 여기서, 제1 방향(I-I')으로 이웃한 제1 개구부들(OP1) 간의 제1 간격(W1)은 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 제1 개구부들(OP1) 간의 제2 간격(W2)과 실질적으로 동일하거나 이보다 큰 값을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 제1 간격(W1)이 제2 간격(W2)에 비해 큰 값을 갖는 경우에 대해 설명하도록 한다. The first openings OP1 may be arranged in a second direction II-II 'intersecting with the first direction I-I' and the first direction I-I '. Here, the first interval W1 between the first openings OP1 adjacent to each other in the first direction I-I 'is equal to the distance W2 between the first openings OP1 adjacent to the second direction II- 2 < / RTI > may have a value substantially equal to or greater than the interval W2. In the present embodiment, the case where the first interval W1 has a larger value than the second interval W2 will be described.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제1 개구부들(OP1)을 통해 노출된 희생막들(31)을 일부 제거하여 제2 개구부들(OP2)을 형성한다. 여기서, 제2 개구부들(OP2)은 후속 공정에서 게이트 전극들을 형성하기 위한 것이다. 이때, 제1 개구부들(OP1)을 통해 희생막들(31)을 제거하므로, 제1 개구부들(OP1) 주변의 희생막들(31)을 용이하게 제거할 수 있다. Referring to FIGS. 4A and 4B, the
제2 개구부들(OP2)의 두께(T1, T2)는 이웃한 제1 개구부들(OP1) 간의 간격(W1, W2)을 고려하여 결정할 수 있다. 제1 방향(I-I')으로 이웃한 제1 개구부들(OP1) 간의 제1 간격(W1)이 제2 개구부들(OP2)의 두께의 합(T1+T2)에 비해 큰 값을 갖는 경우, 제2 개구부들(OP2)의 사이에 희생막들(31)이 잔류할 수 있다. 또한, 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 제1 개구부들(OP1) 간의 제2 간격(W2)이 제2 개구부들(OP2)의 두께의 합(T1+T2)과 실질적으로 동일한 값을 갖거나 그보다 작은 값을 갖는 경우, 제2 개구부들(OP2) 사이의 희생막들(31)이 전부 제거되어 제2 개구부들(OP2)이 연결될 수 있다. The thicknesses T1 and T2 of the second openings OP2 can be determined in consideration of the intervals W1 and W2 between the neighboring first openings OP1. When the first interval W1 between the first openings OP1 adjacent to each other in the first direction I-I 'is greater than the sum of the thicknesses T1 + T2 of the second openings OP2 , And the second openings OP2 may remain. The second interval W2 between the first openings OP1 adjacent to the second direction II-II 'is substantially equal to the sum of the thicknesses T1 + T2 of the second openings OP2 , The
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 개구부들(OP1) 및 제2 개구부들(OP2) 내에 게이트 전극용 도전막(33)을 형성한다. 예를 들어, 게이트 전극용 도전막(33)은 텅스텐(W), 텅스텐 질화물(WNx) 등을 포함하는 금속막일 수 있다. 여기서, 게이트 전극용 도전막(33)은 제2 개구부들(OP2)을 완전히 채우고 제1 개구부들(OP1)의 중심 영역을 오픈시키는 두께로 형성될 수 있다. 5A and 5B, a
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제1 개구부들(OP1) 내에 형성된 게이트 전극용 도전막(33)을 제거하여, 제2 개구부들(OP2) 내에 각각 위치된 게이트 전극들(33A)을 형성한다. 게이트 전극용 도전막(33)이 금속막인 경우, 게이트 전극들(33A)은 금속 패턴들일 수 있다. 또한, 게이트 전극들(33A)은 후속 공정에서 형성되는 채널막들과 동일한 축을 갖는 실린더 형태를 가질 수 있다.6A and 6B, the
여기서, 제1 방향(I-I')으로 이웃한 제1 개구부들(OP1) 간의 제1 간격(W1)이 제2 개구부들(OP2)의 두께의 합(T1+T2)에 비해 큰 값을 갖는 경우, 제1 방향(I-I')으로 이웃한 게이트 전극들(33A)이 상호 분리된다. 또한, 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 제1 개구부들(OP1) 간의 제2 간격(W2)이 제2 개구부들(OP2)의 두께의 합(T1+T2)과 실질적으로 동일한 값을 갖거나 그보다 작은 값을 갖는 경우, 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 게이트 전극들(33A)이 직접 접한다.Here, the first interval W1 between the first openings OP1 adjacent to each other in the first direction I-I 'is greater than the sum of the thicknesses T1 + T2 of the second openings OP2 , The
참고로, 게이트 전극들(33A)의 형성 시, 제1 개구부들(OP2) 내의 게이트 전극들(33A)을 일부 제거하여 제3 개구부들(OP3)을 형성할 수 있다. 이를 통해, 적층된 게이트 전극들(33A)이 상호 연결되어 브릿지가 유발되는 것을 방지할 수 있다. For reference, when the
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제1 개구부들(OP1) 내에 베리어막(34) 및 제1 메모리막(35)을 형성한다. 베리어막(34) 및 제1 메모리막(35)은 제1 개구부들(OP1)의 내벽을 따라 형성되며, 제3 개구부들(OP3) 내에 형성될 수 있다. 7A and 7B, the barrier film 34 and the first memory film 35 are formed in the first openings OP1. The barrier film 34 and the first memory film 35 are formed along the inner wall of the first openings OP1 and may be formed in the third openings OP3.
또한, 베리어막(34)은 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨 질화물(TaN) 등을 포함할 수 있다. 제1 메모리막(35)은 전하차단막, 데이터 저장막 및 터널절연막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 메모리막(35)은 알루미늄 산화물(Al2O3) 등의 고유전 상수(high-k) 물질을 포함하는 전하차단막일 수 있다. The barrier film 34 may include titanium (Ti), tantalum (Ta), titanium nitride (TiN), tantalum nitride (TaN), and the like. The first memory film 35 may include at least one of a charge blocking film, a data storage film, and a tunnel insulating film. For example, the first memory film 35 may be a charge blocking film containing a high-k material such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제1 개구부들(OP1) 내에 형성된 베리어막(34) 및 제1 메모리막(35)을 제거하여, 제3 개구부들(OP3) 내에 각각 위치된 베리어 패턴들(34A) 및 제1 메모리 패턴들(35A)을 형성한다. 여기서, 제1 메모리 패턴들(35A), 베리어 패턴들(34A) 및 게이트 전극들(33A)은 희생막들(31)이 제거된 영역에 형성되므로, 실질적으로 동일한 높이에 위치된다.8A and 8B, the barrier film 34 and the first memory film 35 formed in the first openings OP1 are removed to form barrier patterns 34 (FIG. 8B) positioned in the
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 제1 개구부들(OP1) 내에 제2 메모리막(36)을 형성한 후, 채널막(37)을 형성한다. 이어서, 채널막(37)이 오픈된 중심 영역을 갖는 경우, 오픈된 중심 영역에 갭필 절연막(38)을 형성한다. 여기서, 제2 메모리막(36)은 전하차단막, 데이터 저장막 및 터널절연막 중 적어도 하나를 포함하고, 데이터 저장막은 실리콘, 질화물, 상변화 물질, 나노 닷 등을 포함할 수 있다. 9A to 9C, a
참고로, 도 9c에는 편의상 제2 메모리막(36), 채널막(37) 및 갭필 절연막(38)을 하나의 막으로 도시하였다. 또한, 제1 슬릿 절연막(39)은 희생막들(31) 및 절연막들(32)을 관통하며 제1 방향(I-I')으로 확장될 수 있으며, 이웃한 메모리 블록들(MB) 간의 경계에 위치될 수 있다. 제1 슬릿 절연막(39)은 제1 개구부들(OP1)을 형성하기 전에 형성된 것일 수 있다.9C, the
도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 희생막들(31) 및 절연막들(32)을 관통하는 슬릿(SL)을 형성한 후, 슬릿(SL)을 통해 노출된 희생막들(31)을 제거하여 제4 개구부들(OP4)을 형성한다. 이때, 슬릿(SL)으로부터 먼 영역, 예를 들어, 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 채널막들(37)의 사이 영역은 이미 희생막들(31)이 게이트 전극들(33A)로 대체되었으므로, 슬릿(SL)으로부터 가까운 영역에 잔류하는 희생막들(31)을 제거한다.10A to 10C, after the
도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 슬릿(SL)을 통해 제4 개구부들(OP4) 내에 게이트 라인들(40)을 각각 형성한 후, 슬릿(SL) 내에 제2 슬릿 절연막(41)을 형성한다. 여기서, 제4 개구부들(OP4)은 슬릿(SL)으로부터 가깝게 위치되므로, 보이드없이 제4 개구부들(OP4) 내에 게이트 라인들(40)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 게이트 라인들(40)은 제4 개구부(OP4)를 통해 노출된 게이트 전극들(33A)과 직접 접하며, 이들을 전기적으로 연결시킨다. 또한, 각각의 게이트 라인들(40)은 제1 방향(I-I')으로 이웃한 게이트 전극들(33A) 사이의 제4 개구부들(OP4)을 채우면서, 제1 방향(I-I')으로 확장된다. 게이트 라인들(40)은 텅스텐(W), 텅스텐 질화물(WNx) 등의 금속물을 포함하는 금속 라인일 수 있다.11A to 11C, after the gate lines 40 are formed in the fourth openings OP4 through the slits SL, the second
전술한 바와 같은 제조 방법에 따르면, 채널막들(37) 주변의 희생막들(31)을 게이트 전극들(33A)로 대체한 후에, 잔류하는 희생막들(31)을 게이트 라인들(40)로 대체할 수 있다. 채널막들(37) 주변의 희생막들(31)은 슬릿(SL)으로부터의 거리가 멀기 때문에, 슬릿(SL)을 통해 희생막들(31)을 제거하고 제거된 영역에 금속막을 채우는데 어려움이 있다. 따라서, 채널막들(37)의 주변에 보이드가 생성되고, 보이드 내에 가스가 잔류하여 주변 막을 손상시킬 수 있다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 채널막들(37) 주변의 희생막들(31)은 제1 개구부들(OP1)을 통해 미리 제거 및 금속막으로 대체되므로, 채널막들(37) 사이에 보이드가 생성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 적층된 절연막들(32)의 사이에 금속막을 완전히 채울 수 있다. The
한편, 제1 개구부들(OP1)의 배열 방식 및 간격, 제2 개구부들(OP2)의 두께에 따라, 게이트 전극들(33A) 및 게이트 라인들(40)의 형태가 변경될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(Ⅱ-Ⅱ')으로 이웃한 제1 개구부들(OP1) 사이에 게이트 전극들(33A)이 완전히 채워질 수 있다.The shapes of the
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.12 is a block diagram showing a configuration of a memory system according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템(1000)은 메모리 장치(1200)와 컨트롤러(1100)를 포함한다. Referring to FIG. 12, a
메모리 장치(1200)는 텍스트, 그래픽, 소프트웨어 코드 등과 같은 다양한 데이터 형태를 갖는 데이터 정보를 저장하는데 사용된다. 메모리 장치(1200)는 비휘발성 메모리일 수 있으며, 앞서 도 1a 내지 도 11c을 참조하여 설명된 구조를 포함할 수 있다. 또한, 메모리 장치(1200)는 제1 방향 및 제1 방향과 교차된 제2 방향으로 배열된 채널막들; 상기 채널막들의 측벽을 감싸도록, 적층된 절연막들; 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 채널막들을 각각 감싸도록, 적층된 게이트 전극들; 및 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 게이트 전극들을 전기적으로 연결시키도록, 적층된 게이트 라인들을 포함하도록 구성된다. 메모리 장치(1200)의 구조 및 제조 방법은 앞서 설명한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다. The
컨트롤러(1100)는 호스트 및 메모리 장치(1200)에 연결되며, 호스트로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(1200)를 액세스하도록 구성된다. 예를 들면, 컨트롤러(1100)는 메모리 장치(1200)의 읽기, 쓰기, 소거, 배경(background) 동작 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(1100)는 RAM(Random Access Memory; 1110), CPU(Central Processing Unit; 1120), 호스트 인터페이스(Host Interface; 1130), ECC 회로(Error Correction Code Circuit; 1140), 메모리 인터페이스(Memory Interface; 1150) 등을 포함한다. The
여기서, RAM(1110)은 CPU(1120) 의 동작 메모리, 메모리 장치(1200)와 호스트 간의 캐시 메모리, 메모리 장치(1200)와 호스트 간의 버퍼 메모리 등으로 사용될 수 있다. 참고로, RAM(1110)은 SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등으로 대체될 수 있다. Here, the
CPU(1120)는 컨트롤러(1100)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, CPU(1120)는 RAM(1110)에 저장된 플래시 변환 계층(Flash Translation Layer; FTL)과 같은 펌웨어를 운용하도록 구성된다.The
호스트 인터페이스(1130)는 호스트와의 인터페이싱을 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 컨트롤러(1100)는 USB(Universal Serial Bus) 프로토콜, MMC(MultiMedia Card) 프로토콜, PCI(Peripheral Component Interconnection)프로토콜, PCI-E(PCI-Express) 프로토콜, ATA(Advanced Technology Attachment) 프로토콜, Serial-ATA 프로토콜, Parallel-ATA 프로토콜, SCSI(Small Computer Small Interface) 프로토콜, ESDI(Enhanced Small Disk Interface) 프로토콜, 그리고 IDE(Integrated Drive Electronics) 프로토콜, 프라이빗(private) 프로토콜 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 적어도 하나를 통해 호스트와 통신한다.The
ECC 회로(1140)는 오류 정정 코드(ECC)를 이용하여 메모리 장치(1200)로부터 리드된 데이터에 포함된 오류를 검출하고, 정정하도록 구성된다. The
메모리 인터페이스(1150)는 메모리 장치(1200)와의 인터페이싱을 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 메모리 인터페이스(1150)는 낸드 인터페이스 또는 노어 인터페이스를 포함한다.The
참고로, 컨트롤러(1100)는 데이터를 임시 저장하기 위한 버퍼 메모리(미도시됨)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 버퍼 메모리는 호스트 인터페이스(1130)를 통해 외부로 전달되는 데이터를 임시 저장하거나, 메모리 인터페이스(1150)를 통해 메모리 장치(1200)로부터 전달되는 데이터를 임시로 저장하는데 사용될 수 있다. 또한, 컨트롤러(1100)는 호스트와의 인터페이싱을 위한 코드 데이터를 저장하는 ROM을 더 포함할 수 있다.For reference, the
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템(1000)은 안정된 구조를 갖고 로딩이 개선된 메모리 장치(1200)를 포함하므로, 메모리 시스템(1000)의 특성 또한 향상시킬 수 있다. As such, the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다. 이하, 앞서 설명된 내용과 중복된 내용은 생략하여 설명하도록 한다. 13 is a block diagram showing a configuration of a memory system according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, duplicated description will be omitted.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템(1000')은 메모리 장치(1200')와 컨트롤러(1100)를 포함한다. 또한, 컨트롤러(1100)는 RAM(1110), CPU(1120), 호스트 인터페이스(1130), ECC 회로(1140), 메모리 인터페이스(1150) 등을 포함한다. As shown in FIG. 13, a memory system 1000 'according to an embodiment of the present invention includes a memory device 1200' and a
메모리 장치(1200')는 비휘발성 메모리일 수 있으며, 앞서 도 1a 내지 도 11c을 참조하여 설명된 메모리 스트링을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 장치(1200')는 제1 방향 및 제1 방향과 교차된 제2 방향으로 배열된 채널막들; 상기 채널막들의 측벽을 감싸도록, 적층된 절연막들; 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 채널막들을 각각 감싸도록, 적층된 게이트 전극들; 및 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 게이트 전극들을 전기적으로 연결시키도록, 적층된 게이트 라인들을 포함하도록 구성된다. 메모리 장치(1200')의 구조 및 제조 방법은 앞서 설명한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다. The memory device 1200 'may be a non-volatile memory and may include the memory string described above with reference to FIGS. 1A-11C. Also, the memory device 1200 'includes channel films arranged in a first direction and a second direction intersecting the first direction; Stacked insulating films so as to surround sidewalls of the channel films; Stacked gate electrodes interposed between the insulating films so as to surround the channel films, respectively; And gate lines interposed between the insulating films to electrically connect the gate electrodes. The structure and manufacturing method of the memory device 1200 'are the same as those described above, so that a detailed description thereof will be omitted.
또한, 메모리 장치(1200')는 복수의 메모리 칩들로 구성된 멀티-칩 패키지일 수 있다. 복수의 메모리 칩들은 복수의 그룹들로 분할되며, 복수의 그룹들은 제 1 내지 제 k 채널들(CH1~CHk)을 통해 컨트롤러(1100)와 통신하도록 구성된다. 또한, 하나의 그룹에 속한 메모리 칩들은 공통 채널을 통해 컨트롤러(1100)와 통신하도록 구성된다. 참고로, 하나의 채널에 하나의 메모리 칩이 연결되도록 메모리 시스템(1000')이 변형되는 것도 가능하다. Further, the memory device 1200 'may be a multi-chip package composed of a plurality of memory chips. The plurality of memory chips are divided into a plurality of groups, and the plurality of groups are configured to communicate with the
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템(1000')은 안정된 구조를 갖고 로딩이 개선된 메모리 장치(1200')를 포함하므로, 메모리 시스템(1000')의 특성 또한 향상시킬 수 있다. 특히, 메모리 장치(1200')를 멀티-칩 패키지로 구성함으로써, 메모리 시스템(1000')의 데이터 저장 용량을 증가시키고, 구동 속도를 향상시킬 수 있다. As such, the memory system 1000 'according to an embodiment of the present invention includes a memory device 1200' having a stable structure and improved loading, so that the characteristics of the memory system 1000 'can also be improved. In particular, by configuring the memory device 1200 'in a multi-chip package, the data storage capacity of the memory system 1000' can be increased and the driving speed can be improved.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 이하, 앞서 설명된 내용과 중복된 내용은 생략하여 설명하도록 한다.14 is a block diagram illustrating a configuration of a computing system according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, duplicated description will be omitted.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(2000)은 메모리 장치(2100), CPU(2200), RAM(2300), 유저 인터페이스(2400), 전원(2500), 시스템 버스(2600) 등을 포함한다. 14, a
메모리 장치(2100)는 유저 인터페이스(2400)를 통해 제공된 데이터, CPU(2200)에 의해 처리된 데이터 등을 저장한다. 또한, 메모리 장치(2100)은 시스템 버스(2600)를 통해 CPU(2200), RAM(2300), 유저 인터페이스(2400), 전원(2500) 등에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 메모리 장치(2100)는 컨트롤러(미도시됨)를 통해 시스템 버스(2600)에 연결되거나, 시스템 버스(2600)에 직접 연결될 수 있다. 메모리 장치(2100)가 시스템 버스(2600)에 직접 연결되는 경우, 컨트롤러의 기능은 CPU(2200), RAM(2300) 등에 의해 수행될 수 있다. The
여기서, 메모리 장치(2100)는 비휘발성 메모리일 수 있으며, 앞서 도 1a 내지 도 11c을 참조하여 설명된 메모리 스트링을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 장치(2100)는 제1 방향 및 제1 방향과 교차된 제2 방향으로 배열된 채널막들; 상기 채널막들의 측벽을 감싸도록, 적층된 절연막들; 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 채널막들을 각각 감싸도록, 적층된 게이트 전극들; 및 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 게이트 전극들을 전기적으로 연결시키도록, 적층된 게이트 라인들을 포함하도록 구성된다. 메모리 장치(2100)의 구조 및 제조 방법은 앞서 설명한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Here, the
또한, 메모리 장치(2100)은 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이 복수의 메모리 칩들로 구성된 멀티-칩 패키지일 수 있다. Further, the
이와 같은 구성을 갖는 컴퓨팅 시스템(2000)은 컴퓨터, UMPC (Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA (Personal Digital Assistants), 포터블 컴퓨터(portable computer), 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP(Portable Multimedia Player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), 3차원 수상기(3-dimensional television), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 컴퓨터 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 텔레매틱스 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, RFID 장치 등일 수 있다. The
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(2000)은 안정된 구조를 갖고 로딩이 개선된 메모리 장치(2100)를 포함하므로, 컴퓨팅 시스템(2000)의 특성 또한 향상시킬 수 있다. As such, the
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템을 나타내는 블록도이다. 15 is a block diagram illustrating a computing system in accordance with an embodiment of the present invention.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(3000)은 운영 체제(3200), 어플리케이션(3100), 파일 시스템(3300), 변환 계층(3400) 등을 포함하는 소프트웨어 계층을 포함한다. 또한, 컴퓨팅 시스템(3000)은 메모리 장치(3500) 등의 하드웨어 계층을 포함한다. 15, a
운영 체제(3200)는 컴퓨팅 시스템(3000)의 소프트웨어, 하드웨어 자원 등을 관리하기 위한 것으로, 중앙처리장치의 프로그램 실행을 제어할 수 있다. 어플리케이션(3100)은 컴퓨팅 시스템(3000)에서 실시되는 다양한 응용 프로그램으로, 운영 체제(3200)에 의해 실행되는 유틸리티일 수 있다. The
파일 시스템(3300)은 컴퓨팅 시스템(3000)에 존재하는 데이터, 파일 등을 관리하기 위한 논리적인 구조를 의미하며, 규칙에 따라 메모리 장치(3500) 등에 저장할 파일 또는 데이터를 조직화한다. 파일 시스템(3300)은 컴퓨팅 시스템(3000)에서 사용되는 운영 체제(3200)에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 운영 체제(3200)가 마이크로소프트(Microsoft)사의 윈도우즈(Windows) 계열인 경우, 파일 시스템(3300)은 FAT(File Allocation Table), NTFS(NT file system) 등일 수 있다. 또한, 운영 체제(3200)가 유닉스/리눅스(Unix/Linux) 계열인 경우, 파일 시스템(3300)은 EXT(extended file system), UFS(Unix File System), JFS(Journaling File System) 등일 수 있다. The
본 도면에서는 운영 체제(3200), 어플리케이션(3100) 및 파일 시스템(3300)을 별도의 블록으로 도시하였으나, 어플리케이션(3100) 및 파일 시스템(3300)은 운영 체제(3200) 내에 포함된 것일 수 있다. Although the
변환 계층(Translation Layer; 3400)은 파일 시스템(3300)으로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(3500)에 적합한 형태로 어드레스를 변환한다. 예를 들어, 변환 계층(3400)은 파일 시스템(3300)이 생성한 로직 어드레스를 메모리 장치(3500)의 피지컬 어드레스로 변환한다. 여기서, 로직 어드레스와 피지컬 어드레스의 맵핑 정보는 어드레스 변환 테이블(address translation table)로 저장될 수 있다. 예를 들어, 변환 계층(3400)은 플래시 변환 계층(Flash Translation Layer; FTL), 유니버설 플래시 스토리지 링크 계층(Universal Flash Storage Link Layer, ULL) 등일 수 있다.The translation layer (3400) translates the address in a form suitable for the memory device (3500) in response to a request from the file system (3300). For example, the
메모리 장치(3500)는 비휘발성 메모리일 수 있으며, 앞서 도 1a 내지 도 11c을 참조하여 설명된 메모리 스트링을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 장치(3500)는 제1 방향 및 제1 방향과 교차된 제2 방향으로 배열된 채널막들; 상기 채널막들의 측벽을 감싸도록, 적층된 절연막들; 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 채널막들을 각각 감싸도록, 적층된 게이트 전극들; 및 상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 게이트 전극들을 전기적으로 연결시키도록, 적층된 게이트 라인들을 포함하도록 구성된다. 메모리 장치(3500)의 구조 및 제조 방법은 앞서 설명한 바와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.The
이러한 구성을 갖는 컴퓨팅 시스템(3000)은 상위 레벨 영역에서 수행되는 운영체제 계층과 하위 레벨 영역에서 수행되는 컨트롤러 계층으로 구분될 수 있다. 여기서, 어플리케이션(3100), 운영 체제(3200) 및 파일 시스템(3300)은 운영 체제 계층에 포함되며, 컴퓨팅 시스템(3000)의 동작 메모리에 의해 구동될 수 있다. 또한, 변환 계층(3400)은 운영 체제 계층에 포함되거나, 컨트롤러 계층에 포함될 수 있다. The
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(3000)은 안정된 구조를 갖고 로딩이 개선된 메모리 장치(3500)를 포함하므로, 컴퓨팅 시스템(3000)의 특성 또한 향상시킬 수 있다.As such, the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예들에 따라 구체적으로 기록되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.It is to be noted that the technical spirit of the present invention has been specifically described in accordance with the above-described preferred embodiments, but it is to be understood that the above-described embodiments are intended to be illustrative and not restrictive. In addition, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various embodiments are possible within the technical scope of the present invention.
11: 채널막
12: 게이트 전극
13: 게이트 라인
14: 도전막
15: 제1 슬릿 절연막
16: 제2 슬릿 절연막11: channel film 12: gate electrode
13: gate line 14: conductive film
15: first slit insulating film 16: second slit insulating film
Claims (28)
상기 채널막들의 측벽을 감싸도록, 적층된 절연막들;
상기 절연막들 사이에 개재되고, 상기 채널막들을 각각 감싸도록 적층된 게이트 전극들; 및
상기 절연막들 사이에 개재되어 상기 게이트 전극들을 전기적으로 연결시키도록, 적층된 게이트 라인들
을 포함하는 반도체 장치.
Channel films arranged in a first direction and in a second direction intersecting the first direction;
Stacked insulating films so as to surround sidewalls of the channel films;
Gate electrodes interposed between the insulating films and stacked to surround the channel films, respectively; And
And the gate electrodes are interposed between the insulating films to electrically connect the gate electrodes.
≪ / RTI >
각각의 상기 게이트 전극들은 실린더 형태를 갖는
반도체 장치.
The method according to claim 1,
Each of the gate electrodes has a cylindrical shape
A semiconductor device.
각각의 상기 게이트 라인들은 동일한 높이에 위치된 게이트 전극들을 전기적으로 연결시키는
반도체 장치.
The method according to claim 1,
Each of the gate lines electrically connects the gate electrodes positioned at the same height
A semiconductor device.
상기 제1 방향으로 이웃한 채널막들 간의 간격이 상기 제2 방향으로 이웃한 채널막들 간의 간격에 비해 넓은
반도체 장치.
The method according to claim 1,
The distance between adjacent channel films in the first direction is wider than the distance between adjacent channel films in the second direction
A semiconductor device.
상기 제1 방향으로 이웃한 게이트 전극들은 상호 이격되고, 상기 제2 방향으로 이웃한 게이트 전극들은 접하는
반도체 장치.
The method according to claim 1,
The gate electrodes neighboring in the first direction are spaced apart from each other, and the gate electrodes neighboring in the second direction are adjacent to each other
A semiconductor device.
각각의 상기 게이트 라인들은 상기 제1 방향으로 이격된 게이트 전극들의 사이를 채우고 상기 제1 방향으로 확장된
반도체 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein each of the gate lines fills between gate electrodes spaced apart in the first direction and extends in the first direction
A semiconductor device.
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이웃한 게이트 전극들이 상호 접하는
반도체 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the gate electrodes neighboring in the first direction and the second direction are in contact with each other
A semiconductor device.
상기 게이트 전극들 및 상기 게이트 라인들은 금속물을 포함하는
반도체 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the gate electrodes and the gate lines comprise metal < RTI ID = 0.0 >
A semiconductor device.
상기 반도체 필라들의 측벽을 감싸도록, 적층된 절연막들; 및
상기 반도체 필라들의 측벽을 감싸는 실린더 형태의 금속 패턴들 및 상기 금속 패턴들의 측벽을 감싸는 금속 라인을 포함하고, 상기 절연막들과 교대로 적층된 금속막들
을 포함하는 반도체 장치.
Semiconductor pillars arranged in a first direction and in a second direction intersecting the first direction;
Laminated insulating films so as to surround the side walls of the semiconductor pillars; And
And a metal line surrounding the sidewalls of the metal patterns, the metal lines surrounding the sidewalls of the semiconductor pillars, and the metal lines surrounding the sidewalls of the semiconductor pillars,
≪ / RTI >
상기 금속 라인은 동일한 높이에 위치된 금속 패턴들을 전기적으로 연결시키는
반도체 장치.
10. The method of claim 9,
The metal lines electrically connect the metal patterns located at the same height
A semiconductor device.
상기 제1 방향으로 이웃한 반도체 필라들 간의 간격이 상기 제2 방향으로 이웃한 반도체 필라들 간의 간격에 비해 넓은
반도체 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein a distance between adjacent semiconductor pillars in the first direction is larger than a distance between neighboring semiconductor pillars in the second direction
A semiconductor device.
상기 제1 방향으로 이웃한 금속 패턴들은 상호 이격되고, 상기 제2 방향으로 이웃한 금속 패턴들은 접하는
반도체 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the metal patterns neighboring in the first direction are spaced apart from each other,
A semiconductor device.
상기 금속 라인은 상기 제1 방향으로 이격된 금속 패턴들의 사이를 채우고 상기 제1 방향으로 확장된
반도체 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the metal lines fill between the metal patterns spaced apart in the first direction and extend in the first direction
A semiconductor device.
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이웃한 금속 패턴들이 상호 접하는
반도체 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the metal patterns adjacent to each other in the first direction and the second direction contact each other
A semiconductor device.
상기 금속 패턴들 및 상기 금속 라인은 텅스텐을 포함하는
반도체 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the metal patterns and the metal lines comprise tungsten
A semiconductor device.
상기 반도체 필라들은 지그재그 형태로 배열된
반도체 장치.
10. The method of claim 9,
The semiconductor pillars are arranged in a zigzag pattern
A semiconductor device.
상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 90도 보다 작은 각도로 교차된
반도체 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the first direction and the second direction intersect at an angle less than 90 degrees
A semiconductor device.
상기 반도체 필라들과 상기 금속 패턴들의 사이에 개재된 메모리 패턴들; 및
상기 메모리 패턴들과 상기 금속 패턴들의 사이에 개재된 베리어 패턴들
을 더 포함하는 반도체 장치.
10. The method of claim 9,
Memory patterns interposed between the semiconductor pillars and the metal patterns; And
Barrier patterns interposed between the memory patterns and the metal patterns
Further comprising:
상기 메모리 패턴들은 전하차단 패턴들인
반도체 장치.
19. The method of claim 18,
The memory patterns include charge blocking patterns
A semiconductor device.
상기 반도체 필라들의 측벽을 감싸고, 상기 반도체 필라들과 상기 메모리 패턴들의 사이 및 상기 반도체 필라들과 상기 절연막들의 사이에 개재된 메모리막들
을 더 포함하는 반도체 장치.
19. The method of claim 18,
A plurality of semiconductor pillars, a plurality of memory pillars, and a plurality of memory pillars, the memory pillars being disposed between the semiconductor pillars and the memory patterns and between the semiconductor pillars and the insulating films,
Further comprising:
상기 희생막들 및 상기 절연막들을 관통하고, 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차된 제2 방향으로 배열된 제1 개구부들을 형성하는 단계;
상기 제1 개구부들을 통해 노출된 상기 희생막들을 일부 제거하여 제2 개구부들을 형성하는 단계;
상기 제2 개구부들 내에 게이트 전극들을 형성하는 단계;
상기 제1 개구부들 내에 채널막들을 형성하는 단계;
상기 희생막들 및 상기 절연막들을 관통하는 슬릿을 형성하는 단계;
상기 슬릿을 통해, 상기 희생막들을 제거하여 제3 개구부들을 형성하는 단계; 및
상기 제3 개구부들 내에, 상기 게이트 전극들을 전기적으로 연결시키는 게이트 라인들을 형성하는 단계
를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
Alternately forming sacrificial films and insulating films;
Forming first openings through the sacrificial films and the insulating films, the first openings being arranged in a first direction and a second direction intersecting the first direction;
Removing portions of the sacrificial layer exposed through the first openings to form second openings;
Forming gate electrodes in the second openings;
Forming channel films in the first openings;
Forming a sacrifice film and a slit through the insulating films;
Removing the sacrificial films through the slit to form third openings; And
Forming gate lines in the third openings for electrically connecting the gate electrodes
Wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
상기 게이트 전극들 및 상기 게이트 라인들은 금속물을 포함하는
반도체 장치의 제조 방법.
22. The method of claim 21,
Wherein the gate electrodes and the gate lines comprise metal < RTI ID = 0.0 >
A method of manufacturing a semiconductor device.
상기 게이트 전극들을 형성하는 단계는,
상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부들 내에 금속막을 형성하는 단계; 및
상기 제1 개구부 내에 형성된 금속막을 제거하여, 상기 제2 개구부들 내에 금속 패턴들을 형성하는 단계를 포함하는
반도체 장치의 제조 방법.
22. The method of claim 21,
Wherein forming the gate electrodes comprises:
Forming a metal film in the first opening and the second openings; And
Removing the metal film formed in the first opening to form metal patterns in the second openings
A method of manufacturing a semiconductor device.
상기 금속막 제거시, 상기 제2 개구부들 내의 상기 금속 패턴들을 일부 제거하여 제4 개구부들을 형성하는 단계; 및
상기 제4 개구부들 내에 베리어 패턴들을 형성하는 단계
를 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
24. The method of claim 23,
Removing the metal patterns in the second openings to form fourth openings when the metal film is removed; And
Forming barrier patterns in the fourth openings
Further comprising the steps of:
상기 채널막들을 형성하기 전에, 상기 제1 개구부들 내에 메모리막들을 형성하는 단계
를 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
22. The method of claim 21,
Forming memory films in the first openings before forming the channel films,
Further comprising the steps of:
상기 제1 방향으로 이웃한 제1 개구부들 간의 제1 간격이 상기 제2 방향으로 이웃한 제1 개구부들 간의 제2 간격에 비해 넓은
반도체 장치의 제조 방법.
22. The method of claim 21,
Wherein a first spacing between adjacent first openings in the first direction is wider than a second spacing between adjacent first openings in the second direction
A method of manufacturing a semiconductor device.
상기 제2 개구부의 폭이 상기 제1 간격에 비해 좁고 상기 제2 간격에 비해 넓은
반도체 장치의 제조 방법.
22. The method of claim 21,
The width of the second opening is narrower than the first spacing and wider than the second spacing
A method of manufacturing a semiconductor device.
상기 제1 방향으로 이웃한 제2 개구부들은 상호 이격되고, 상기 제2 방향으로 이웃한 제2 개구부들은 직접 연결된
반도체 장치의 제조 방법.
22. The method of claim 21,
The second openings neighboring in the first direction are spaced apart from each other and the second openings neighboring in the second direction are directly connected
A method of manufacturing a semiconductor device.
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